正確的搖床振幅選擇方法

細胞培養作為生物實驗的基礎操作，在研究生的日常中占著相當大的分量。最近實驗室新來的小師妹，就因為細胞培養的問題愁容滿面。
 

很多同學看到這里，可能會有很多疑惑，為什么振幅和轉速這么重要，對細胞培養影響這么大呢？

其實這兩個參數影響的是氧氣傳遞速度。那他們之間具體有什么關聯，我們又該如何正確的去選擇合適的振蕩培養箱呢？請繼續往下看。

搖床的振幅指托盤在做圓周運動時候的直徑，有時候我們也叫“振蕩直徑”或“軌道直徑”，符號：Ø。作為標準，知楚提供振幅為26mm和50mm的搖床，同時可為客戶提供其他尺寸振幅的定制搖床。

氧氣傳遞效率是指，氧氣從大氣中傳入到液體中的效率。 OTR數值越高，氧傳遞效率越高。

這兩個因素都會影響培養瓶中培養基的混合。 混合效果越好，氧傳遞速率（OTR）就越好。遵循這些指導原則，可以選擇最適合的振幅和轉速。

一般來說，選擇25mm或者26mm振幅可以作為萬能振幅應用于所有培養。在一些應用中，如果對氧傳遞/細胞生長有限制，可能會選擇一些其它的振幅。

振幅和轉速

振幅和轉速都會對氧傳遞造成影響。如果在轉速很低（比如100rpm）的細胞培養中，振幅的不同對氧傳遞幾乎沒有明顯影響。

要達到較高的氧傳遞效果，首先是盡可能的提高轉速，托盤會適當的平衡轉速。但并不是所有培養物都能夠在高速振蕩下良好生長，一些對剪切力敏感的培養物，高轉速會導致培養物死亡。

其他因素的影響

裝液量方面：錐形燒瓶的裝液量為不超過總體積的三分之一。如果要達到最大氧傳遞，裝液量不能超過10%。不要將裝液量達到50%。

擾流板方面：在各類型的培養中，擾流板都有效提高氧傳遞。

有些廠家推薦使用“高產量”培養瓶。這種瓶的擾流板會增加液體摩擦力，搖床可能會達不到最大設定轉速。

振幅和轉速的關聯關系

搖瓶中的離心力可以通過下面公式計算

FC=rpm2 ×振幅

離心力和振幅間存在線性關系：

如果使用25mm振幅 到 50mm振幅（轉速相同），離心力增加了2倍。

離心力和轉速存在平方關系:

如果轉速提高到2倍（振幅相同），離心力提高4倍；如果轉速提高到3倍，離心力則提高9倍；

如果用振幅25mm，在給定的速度下，進行培養；如果希望用振幅50mm，達到相同的離心力，轉速應該用1/2的平方根計算，因此您應該使用70％的轉速，達到近似相同的培養條件。

上述只是理論上的計算離心力的方法。現實應用中會有其他影響因素。這種計算方法可以得到近似值，供操作參考。

細菌，酵母和真菌培養：

若搖瓶中的氧氣傳遞效率比生物反應器低得多，多數情況下氧傳遞可能是受搖瓶培養的限制，振幅則與錐形培養瓶的大小相關。如26mm振幅應用于從25毫升到2升的錐形培養瓶；50mm振幅應用于2升至5升的錐形培養瓶

哺乳動物細胞培養對氧氣的需求相對較低，較低的功率輸入即可。對于250毫升搖瓶，在較為寬廣的振幅和振速范圍（20-60mm振幅；100-300rpm）都可以提供足夠的氧氣傳遞；如果直徑較大的燒瓶（Fernbach燒瓶）推薦使用50毫米振幅；使用一次性培養袋，推薦使用50mm振幅。

微孔板和深孔板：

有兩種不同的方法可以獲得最大的氧傳遞速率。若50mm振幅，轉速不低于250rpm；若使用3mm振幅，轉速在800-1000rpm。

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